Разработка литьевых высоконаполненных древесно-полимерных композиций с улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами

• Автор: Ишков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор.

1.1 Композиционные материалы

1.2 Основные виды связующих ПКМ

1.3 Характеристики наполнителей

1.4 Получение древеснополимерных композитов.

1.5 Свойства древеснополимерных композитов

1.6 Улучшение свойств ДПК

Заключение по главе 1

2. Объекты и методы иследования

2.1 Характеристика объектов исследования и условия приготовления образцов.
2.2 Методы исследования
3. Реологические характеристики высоконаполненного древеснополимерного композита
3.1 Определение энергии активации вязкого течения ДПК.
3.2 Зависимость реологических свойств от качественного состава древесной муки.
3.3 Зависимость реологических свойств от ПТР связующего
3.4 Технологические свойства ДПК.
4. Гигроскопичность древеснополимерного композита.
5. Оптимизация состава древеснополимерного композита методом активного эксперимента.
5.1 Исследование влияния состава композиции на реологические свойства композита на основе древесной муки и полипропилена
5.2 Оптимизация состава исходной смеси с целью получения древеснополимерного композита с заданными свойствами.
6. Применение ультразвука для улучшения свойств древеснополимерного композита.
6.1 Выбор ультразвукового излучателя и генератора. Расчет волновода
6.2 Исследование реологических свойств древеснополимерного композита, полученного с применением ультразвуковой обработки
6.3 Исследование прочностных свойств древеснополимерного композита, полученного с применением ультразвуковой обработки.
7. Свойства и применение древеснополимерного композита.
Список литературы


Относительно небольшое количество промышленно производимых ДПК идет на сайдинг, изгороди, паллеты, оконный профиль. Получение высоконаполненных материалов, обладающих более широким спектром свойств и возможностей для переработки, позволит расширить область применения данных композитов. В данной диссертационной работе предлагается вариант модификации полимерного композиционного материала на основе полиолефинов и отходов деревообработки ультразвуком, а также исследуются реологические свойства при скоростях сдвига, характерных для литья под давлением. Установление зависимости влияния количества, дисперсности, вида наполнителя на реологические свойства высоконаполненных композиций на основе полипропилена в диапазоне скоростей сдвига, характерных для процесса литья под давлением. Исследование возможности модификации композита для повышения прочностных свойств. Определение оптимальных параметров ультразвуковой обработки, позволяющих получать материал с высокими прочностными характеристиками. Композиционные материалы (композиты) состоят из двух или более компонентов, количественное соотношение которых должно быть сопоставимым. Компоненты существенно отличаются по свойствам, а их соотношение дает синергетический эффект, который трудно предусмотреть заранее. Обычно один компонент образует непрерывную фазу, которая называется матрицей, другой компонент является наполнителем. Между ними создается адгезионное или аутогезионное взаимодействие, которое обеспечивает монолитность материала. Наполнитель обычно представляется в виде частиц или волокон. Различие между частицами и волокнами определяется соотношением линейных размеров. Частицы обычно называют дисперсным наполнителем, часто они имеют неопределенную, кубическую, шарообразную или чешуйчатую форму. Абсолютные их размеры варьируются в широких пределах: от долей ми-лимстра до микронных и наноразмерных величин. Иногда дисперсный наполнитель называют инертным. Это определение верно при сопоставлении его с активным наполнителем-волокном, способным существенно изменять свойств композиции. Упругопрочностные характеристики волокон на два порядка выше свойств матрицы. Они могут быть непрерывными или короткими. Диаметр тонких волокон 5- мкм, толстых (борных или карбидокремниевых) - -0 мкм. Длина коротких волокон от 1-2 до - мм. Короткие штапельные или рубленые волокна имею длину от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров. В процессе переработки экструзией или литьем они обычно разрушаются до длины ) 5-2 мм. Их характеристики в значительной мере определяются отношением длины волокон к так называемой «неэффективной» длине. Очень важным является вопрос ориентации молекул в матрице. Благодаря этому получается материал с неодинаковыми в различных направлениях, анизотропными свойствами, в отличие, например, от изотропных металлов, стекол и пластмасс. Армированные пластики это уже не наполненная пластмасса, а система ориентированных волокон, скрепленных полимерной матрицей. Хронологически первыми полимерными композиционными материалами полимерной природы были фенопласты на основе фенолформальдегид-ных олигомеров, наполненных древесной мукой. В дальнейшем в течении длительного периода времени терморсактивные олигомеры оставались основным видом связующих, на базе которых были разработаны текстолиты, древопластики (дельтодревесина из березового шпона) и другие композиционные материалы. Основными свойствами, благодаря которым низкомолекулярные олигомеры получили широкое распространение при изготовлении композиционных материалов, являются низкая вязкость, хорошая пропитывающая способность, относительно низкая температура отверждения, дешевизна и доступность. Однако по мере расширения областей и объемов их применения оказалось, что им присущ ряд недостатков. Это в первую очередь ограниченное время хранения полуфабрикатов, токсичность применяемых растворителей, относительно высокая пористость получаемых материалов, длительность циклов формования (из-за необходимости термообработки). Поэтому с середины XX в. ПКМ во всё более широких масштабах начинают применяться термопластичные полимеры.